Eine Studie zu MVA85A an asymptomatischen Freiwilligen, die mit Tuberkulose, HIV oder beidem infiziert waren

Prime-Boost-Immunisierungsstrategien Bei heterologen Prime-Boost-Immunisierungsstrategien werden im Abstand von mehreren Wochen zwei verschiedene Impfstoffe verabreicht, die jeweils für dasselbe Antigen kodieren. Die Verwendung eines DNA-Prime-rekombinant modifizierten Vacciniavirus-Ankara (MVA)-Boosts induziert höhere Mengen antigenspezifischer CD4+- und CD8+-T-Zellen als die Verwendung eines homologen Boostings mit demselben Vektor in einer Reihe verschiedener Krankheitsmodelle (Schneider, 1998; McShane, 2001). Angesichts der schützenden Wirksamkeit von BCG im Kindesalter wäre BCG idealerweise die Grundimmunisierung in einer solchen Prime-Boost-Strategie. Um dies zu erreichen, haben wir uns auf Antigen 85A als Kandidatenantigen konzentriert. Antigen 85A ist bei allen Mykobakterienarten hochkonserviert und kommt in allen BCG-Stämmen vor. Antigen 85A ist ein wichtiges sezerniertes Antigen von M. tuberculosis, das Teil des Antigen-85-Komplexes (A, B und C) ist. Dieser Komplex macht einen Großteil der sekretierten Proteine ​​von M.tb und BCG aus. Es ist an der Bindung von Fibronektin innerhalb der Zellwand beteiligt und weist Mykolyltransferase-Aktivität auf. Antigen 85A ist in Studien an Mäusen und Menschen immundominant und hat bei Kleintieren eine schützende Wirkung (Huygen, 1996).

Rekombinantes modifiziertes Vacciniavirus Ankara (rMVA). Viele Viren wurden als potenzielle rekombinante Impfstoffe untersucht. Die erfolgreiche weltweite Ausrottung der Pocken durch Impfung mit lebenden Vacciniaviren machte Vaccinia zu einem Kandidaten für den rekombinanten Einsatz. Die Erkenntnis der letzten Jahre, dass nicht replizierende Pockenvirusstämme wie MVA und Avipox-Vektoren immunogener sein können als herkömmliche replizierende Vaccinia-Stämme, hat die Attraktivität dieses Ansatzes erhöht. MVA (modifiziertes Vacciniavirus Ankara) ist ein Stamm des Vacciniavirus, der mehr als 570 Mal durch Vogelzellen passiert wurde, in menschlichen Zelllinien nicht replikationsfähig ist und eine gute Sicherheitsbilanz aufweist. Es wurde im Rahmen des Pockenausrottungsprogramms mehr als 120.000 Geimpften verabreicht, ohne dass es zu Nebenwirkungen kam, obwohl Hochrisikogruppen gezielt geimpft wurden (Stickl, 1974; Mahnel, 1994). Diese Sicherheit beim Menschen steht im Einklang mit der Avirulenz von MVA in Tiermodellen. MVA weist im Vergleich zum Elterngenom sechs große genomische Deletionen auf, die seine Fähigkeit zur Replikation in Säugetierzellen stark beeinträchtigen (Meher, 1991). In nicht transformierten Säugetierzellen wurde keine Replikation dokumentiert. Die Virusreplikation wird erst spät während der Infektion der Zellen blockiert, aber was noch wichtiger ist: Die virale und rekombinante Proteinsynthese bleibt auch während dieser fehlgeschlagenen Infektion unbeeinträchtigt. Das virale Genom hat sich durch eine große Anzahl von Passagen in Hühnerembryo-Fibroblasten als stabil erwiesen. Replikationsdefizientes rekombinantes MVA gilt als außergewöhnlich sicherer viraler Vektor. In Tiermodellstudien wurde gezeigt, dass rekombinante MVAs avirulent und dennoch schützend immunogen als Impfstoffe gegen Viruserkrankungen und Krebs sind. Jüngste Studien an stark immunsupprimierten Makaken haben die Ansicht gestützt, dass MVA bei immungeschwächten Menschen sicher sein sollte (Akira, 2001; Stittelaar, 2001).

Sicherheit von rMVAs bei der Immunsuppression. Mittlerweile liegen umfangreiche präklinische und klinische Daten vor, die die Sicherheit und Immunogenität von MVA als viraler Vektor bei Immunsuppression und HIV-Infektionen belegen. Rekombinante MVAs, die HIV-Antigene exprimieren, wurden immunsupprimierten Makaken verabreicht, ohne dass schwerwiegende Nebenwirkungen auftraten (Stittelaar et al., 2001). Darüber hinaus wurde die Sicherheit rekombinanter MVAs, die HIV-Antigene und -Epitope exprimieren, mittlerweile in mehreren klinischen Phase-I-Studien mit HIV-infizierten Probanden sowohl unter als auch ohne antiretroviraler Therapie ohne schwerwiegende unerwünschte Ereignisse untersucht (Cosma et al., 2003; Harrer et al 2005).

Präklinische Daten unterstützen diese BCG-Prime-MVA85A-Boost-Strategie. Bei BALB/c-Mäusen führt die Verwendung von BCG als Grundimmunisierung und die anschließende Verstärkung mit MVA85A zu höheren Spiegeln sowohl antigenspezifischer IFN-γ-sekretierender CD4+- als auch CD8+-T-Zellen und zu einem deutlich höheren Schutz gegen Aerosolbelastung als nach BCG allein (Gonetilleke et al., 2003). Dieses Verfahren wurde nun im empfindlicheren Meerschweinchen-Aerosol-Challenge-Modell weiter evaluiert, mit sehr ermutigenden Ergebnissen. Meerschweinchen, die mit BCG geimpft und mit MVA85A geimpft und anschließend mit einem zweiten rekombinanten viralen Vektor, der das Antigen 85A exprimiert, weiter geboostet wurden, Geflügelpocken-85A (FP85A), zeigten einen deutlich größeren Schutz gegen die Infektion als Meerschweinchen, die nur mit BCG geimpft wurden (Williams et al., 2005). . Dieses Regime ist auch bei Rhesusaffen immunogen und schützend (Verrek, persönliche Mitteilung).

Bisherige klinische Daten zu MVA85A-Studien im Vereinigten Königreich. In den letzten drei Jahren hat HM ein klinisches Studienprogramm eingerichtet, um die Sicherheit und Immunogenität dieser BCG-Prime-MVA85A-Boost-Impfstrategie in einer Reihe von Phase-I-Studien zu bewerten. MVA85A war der erste Tuberkulose-Impfstoffkandidat, der im September 2002 weltweit in klinische Studien ging, und ist derzeit der einzige, der sich in Afrika in klinischen Studien befindet. Das Design dieser Phase-I-Studien mit MVA85A ermöglichte eine sequentielle Impfung von Freiwilligengruppen mit einer schrittweisen Erhöhung der Mykobakterien-Exposition, um die Möglichkeit einer Koch-Reaktion zu minimieren. Die Versuche wurden auch nacheinander im Vereinigten Königreich und in Gambia durchgeführt, da in Gambia ein höheres Maß an Exposition gegenüber Mykobakterien aus der Umwelt und M.tb besteht. Eine Koch-Reaktion beschreibt die Entwicklung einer Immunpathologie bei einer Person oder einem Tier mit Tuberkulose, wenn eine übertriebene Immunantwort auf M.tb stimuliert wird. Es wurde bei Patienten mit TB-Erkrankung beschrieben, als Koch seine ursprünglichen Studien durchführte, in denen er Mykobakterien als eine Art therapeutische Impfung einsetzte. Dies wurde nun im Mausmodell der therapeutischen Impfung nachgewiesen27. Verfügbare Tierdaten deuten darauf hin, dass diese Reaktionen bei Mäusen, die latent mit M.tb infiziert sind, nicht auftreten, was darauf hindeutet, dass solche Reaktionen mit einer hohen Bakterienbelastung korrelieren könnten und dass das Koch-Phänomen möglicherweise kein Problem für die Impfung asymptomatischer, wenn auch latent infizierter Menschen darstellt25.

Im Vereinigten Königreich wurden 14 mykobakteriell und BCG-naive, asymptomatische Freiwillige rekrutiert. und zweimal mit 5 x 107 pfu MVA85A geimpft, intradermal in Abständen von 3 Wochen verabreicht. In diesen Studien wurde festgestellt, dass MVA85A sicher und gut verträglich ist. Bei allen Probanden traten einige lokale Nebenwirkungen (Rötung, Juckreiz usw.) auf, die 3–7 Tage nach der Impfung anhielten. Bei etwa einem Drittel der Probanden traten in den ersten 12 bis 24 Stunden nach der Impfung vorübergehende systemische Symptome (Myalgie, Kopfschmerzen) auf. Alle lokalen und systemischen Nebenwirkungen verschwanden spontan. In keiner dieser Studien kam es zu schwerwiegenden oder schwerwiegenden unerwünschten Ereignissen.

Das wichtigste immunologische Ergebnis, das in diesen laufenden klinischen Studien verwendet wird, ist der Ex-vivo-Interferon-gamma (IFN-γ)-Elispot-Assay, der zur Beurteilung spezifischer T-Zell-Reaktionen auf Tuberkulin-PPD, gereinigten Antigen-85-Komplex und Pools überlappender 15mer-Peptide verwendet wurde die Länge des Antigens 85A. Eine einzelne Impfung mit MVA85A löste eine Woche nach der Impfung bemerkenswert hohe Werte spezifischer Effektor-T-Zell-Reaktionen aus (die mittlere IFN-γ-Elispot-Reaktion auf PPD betrug 460 Spots pro Million PBMC).

Als nächstes wurde die Sicherheit von MVA85A bei zuvor mit BCG geimpften Freiwilligen an 17 Freiwilligen nachgewiesen. Das Sicherheitsprofil von MVA85A war bei diesen 17 Freiwilligen das gleiche wie in der BCG-naiven Gruppe. Diese 17 Freiwilligen zeigten eine Woche nach der Impfung noch höhere Spitzenwerte antigenspezifischer T-Zellen (die mittlere Reaktion auf PPD betrug 917 Punkte pro Million PBMC) als diejenigen, die nur mit MVA85A immunisiert wurden. Vielleicht noch wichtiger für die Induktion des T-Zell-Gedächtnisses ist, dass Freiwillige, die zuvor mit BCG geimpft worden waren, nach MVA85A bis zu 24 Wochen nach der Impfung signifikant höhere Werte an antigenspezifischen T-Zellen aufrechterhielten als diejenigen Freiwilligen, die entweder mit BCG oder MVA85A allein geimpft wurden (McShane). et al., 2004).

Die nächste im Vereinigten Königreich durchgeführte Studie untersuchte die verstärkende Wirksamkeit von MVA85A, wenn es einen Monat nach der BCG-Impfung verabreicht wurde. 10 gesunde, BCG-naive Freiwillige wurden mit BCG geimpft und einen Monat später mit MVA85A geimpft. Es wurde eine vergleichbare Sicherheit und gesteigerte Wirksamkeit wie in der vorherigen Studie festgestellt, bei der das Intervall zwischen BCG und MVA85A 0,5–37 Jahre betrug.

Die derzeit laufende Studie im Vereinigten Königreich soll die Sicherheit und Immunogenität von MVA85A bei asymptomatischen Freiwilligen bewerten, die latent mit M.tb infiziert sind. Eine latente Infektion mit M.tb beschreibt einen Zustand, bei dem davon ausgegangen wird, dass eine Person eine sehr geringe persistierende bakterielle Infektion ohne klinische oder radiologische Anzeichen einer Krankheit hat und dennoch eine nachweisbare Immunantwort gegen M.tb aufweist. Eine latente Infektion wird in dieser Studie mithilfe spezifischer diagnostischer Tests definiert, die auf Antigenen basieren, die in BCG und den meisten Umweltmykobakterien wie ESAT 6 und CFP 10 fehlen, was eine genaue Diagnose einer latenten M.tb-Infektion ermöglicht. Die Probanden für diese Studie wurden aus Tuberkulose-Kontaktkliniken rekrutiert und mit einer Einzeldosis MVA85A geimpft. Die Nachuntersuchung umfasste eine detaillierte radiologische und klinische Bewertung der Sicherheit dieses Impfstoffs in dieser Gruppe. Bisher wurden in dieser Studie 11 Probanden mit MVA85A geimpft und das Sicherheits- und Immunogenitätsprofil von MVA85A ist identisch mit dem in früheren Studien. Wichtig ist, dass es keine klinischen, radiologischen oder immunologischen Hinweise auf eine Koch-Reaktion gab. Die Elispot-Reaktionen auf PPD, ESAT 6, CFP10, Antigen 85A und andere mykobakterielle Antigene werden 12 Monate lang nach der Impfung überwacht.

Gambische Studien Nach dem Erfolg der Versuche mit MVA85A im Vereinigten Königreich wurde eine Zusammenarbeit mit der MRC-Einheit in Gambia initiiert. MVA85A wurde zunächst in klinischen Phase-I-Studien an BCG-naiven Probanden (n = 11) und anschließend an BCG-vorbehandelten Probanden (n = 10) untersucht. In diesen Studien ist das Sicherheits- und Immunogenitätsprofil mit dem in den britischen Studien beobachteten vergleichbar. Sowohl in britischen als auch in gambischen Studien induziert MVA85A 5-10-fach höhere Immunantworten als jedes andere rekombinante MVA in klinischen Studien. Die wahrscheinlichste Erklärung dafür ist, dass die Freiwilligen bereits über eine schwache antimykobakterielle Immunität verfügen, die durch die Exposition gegenüber Mykobakterien in der Umgebung hervorgerufen wird, und diese durch die Impfung mit MVA85A verstärkt wird. Wenn MVA85A BCG-naiven Probanden in Gambia verabreicht wird, ähneln Ausmaß und Kinetik der Reaktion der BCG-geprimten Gruppe im Vereinigten Königreich, ein Befund, der in tropischen Klimazonen wahrscheinlich auf ein höheres Maß an Umweltprimierung hinweist.

Südafrikanische Studien Im August 2005 begann in Kapstadt eine Phase-II-Studie zur Sicherheit und Immunogenität von MVA85A bei gesunden, nicht mit M.tb infizierten und nicht mit HIV infizierten Erwachsenen. Die Studien mit MVA85A an diesem Standort haben als Sicherheitsanforderung an Erwachsenen begonnen, obwohl uns bereits Sicherheits- und Immunogenitätsdaten bei Erwachsenen sowohl aus britischen als auch aus gambischen Studien vorliegen. Die Bevölkerung in Südafrika unterscheidet sich sowohl hinsichtlich der Wirtsgenetik als auch der Mykobakterienexposition stark von der britischen und der gambischen Bevölkerung. In Südafrika ist die M.tb-Exposition deutlich höher als in Gambia, und es wird angenommen, dass die Exposition gegenüber Mykobakterien in der Umwelt in Südafrika geringer ist als in Gambia. Die BCG-Literatur zeigt große Unterschiede in der Wirksamkeit in verschiedenen geografischen Gebieten und es war wichtig, unsere Ergebnisse bei Erwachsenen in Kapstadt zu bestätigen, bevor wir mit einer Studie an Jugendlichen fortfuhren. Unser Ziel ist es, insgesamt 24 Erwachsene zu impfen. Diese Studien begannen im August 2005 und bisher wurden 14 Freiwillige geimpft. Erfreulicherweise sind die bisherigen Sicherheits- und Immunogenitätsergebnisse mit früheren Studien im Vereinigten Königreich und in Gambia vergleichbar.